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30秒!350° C高溫!科倍隆雙螺桿擠出機用於比利時根特大學的塑料化學回收
來源:雅式橡塑網    作者:黃皓宜    日期:2021.06.10

用於混合塑料廢品的化學法回收技術的研究和開發,科倍隆向比利時的根特大學交付了一套雙螺桿擠出機系統,以及科倍隆楷創的餵料系統和真空系統。

 

科倍隆設計的這套實驗室系統是基於ZSK 18 MEGAlab實驗型雙螺桿擠出機來實現的。它主要用於對生活消費廢品中的塑料進行化學法回收,產能大概為1 – 10 kg/h。

 

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科倍隆比利時的根特大學交付雙螺桿擠出機系統

 

化學回收塑料是研發技術先鋒

 

塑料廢品,特別是消費使用後的包裝廢品,通常都混合有高濃度的汙染物。回收這類廢品是非常困難的,因為對這類廢品進行分揀和清洗是基本上無法實現的,因為成本太高,技術也不成熟。對這類廢品來說,化學回收反而是一個比較理想的工藝,因為它能將廢品有效地轉化為各種化學品、蠟、或液體能源。

 

根特大學成立於1817年。它是世界排名前100的大學。作為化學法回收塑料研發技術的先鋒,根特大學已經樹立了長遠的塑料行業可持續性發展目標,並取得了很多非常可觀的成就。化學反應工程設計以及化學反應原理是根特大學化學技術實驗室用於化學法回收研發的最有利的兩柄利器。這些包括以減少塑料廢品排放和能源消耗為目標的現有工業的工藝和發展路線優化以及最新行業技術的工業化應用和成果轉化。

 

雙螺桿擠出機實現塑料廢品有效升溫

 

科倍隆的雙螺桿擠出機技術非常適用於化學法塑料回收工藝。消費後的塑料廢品經過破碎或壓實後,通過科倍隆楷創的餵料機餵入到雙螺桿擠出機中。因為雙螺桿擠出機有非常好的表面翻新並能產生強有力的剪切熱量,塑料廢品在雙螺桿擠出機中可以在極短的時間內實現升溫過程。

 

在短短的30秒不到的時間內,塑料廢品可以在雙螺桿擠出機內實現從固體到均勻的、有效脫揮後的熔體的轉換過程,並且溫度可以達到350° C。這是一個非常有效的升溫工藝和能源轉換過程。

 

其他成分如催化劑,可根據需要進行添加和混合。在某些情況下,廢塑料PVC中的微量殘留水分或氯化物會一並進入擠出機。它們都可通過擠出機生產段的真空脫揮工藝被有效提取並排出。

 

雙螺桿擠出機獨具的眾多優點使得化學法回收更加有競爭力。該技術可以適用於非常大的產能範圍。以大型ZSK擠出機為例,處理該工藝可實現高達20噸/小時的產量。受益於雙螺桿的高效運作模式,各種粘度的聚合物都可以實現快速塑化。過程中產生的熱量能及時被物料吸收。若需要,工藝段所有與物料接觸的部分都可以選擇防腐和耐磨保護,以確保擠出機在加工腐蝕性和磨蝕性物料時的使用壽命。

 

原料回收再利用

 

熔體在反應釜中被進一步加熱到500° C進行熱解,無氧環境下聚合物裂解為更小的單元。聚合物的熱解加速了無規斷鏈機製,這樣可以生成更多的自由基。同時鏈式反應的啟動,導致裂解的聚合物形成一個呈液氣混態的碳氫化合混合物。影響這一過程的最重要因素是停留時間,溫度和熱解劑類型。

 

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科倍隆雙螺桿擠出機用於塑料化學回收

 

消費廢品中的大部分無機成分殘留在反應釜中並進行後續清除。聚合物中的有機碳氫化合物得以蒸發。它們被轉化為單體,石油化工原料或合成氣,然後在蒸餾器中進一步加工成適銷產品,如油、重質燃料或蠟。

 

化學法回收工藝在根特大學是一個非常熱門的研究課題。盡管塑料的機械式回收有一定的成本優勢,但還是遇到一些生活汙染和廢品分類的限製。然而使用化學法回收,這些限製將得以克服。

 

科倍隆ZSK雙螺桿擠出機將作為根特大學化學法回收系統的一部分,與渦旋反應釜合成裝置相連,這樣熔融的塑料將直接流入反應釜中。把廢塑料轉化為化學品目前有不同的技術可以實現,化如催化熱解和熱化學處理(裂解)。

 

“我們非常榮幸可以憑借我們的專業知識和技術來協助知名的根特大學進行化學法回收方面的各項研究和開發活動。我們認為化學法回收是從混合廢塑料中回收原材料的開創性工藝。長遠來看,該工藝可以為保護我們的寶貴資源保駕護航。根特大學的這套定製化的雙螺桿擠出機回收系統不但可以滿足根特大學的研發需求,也可以為科倍隆的客戶提供實驗支持。”科倍隆回收與直接擠出事業部經理Jochen Schofer如是說。


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